[发明专利]一种风能太阳能互补性评估方法及系统

说明书

本发明提供一种风能太阳能互补性评估方法及系统，属于风光互补性评估技术领域，风能太阳能互补性评估方法包括：获取风电出力时间序列和光伏出力时间序列；根据风电出力时间序列中相邻两时刻的风电出力确定风电出力波动量集合；根据光伏出力时间序列中相邻两时刻的光伏出力确定光伏出力波动量集合；根据风电出力波动量集合及光伏出力波动量集合确定波动状态集合；波动状态集合中包括同向波动、反向波动、不确定波动；基于波动状态集合，根据风电出力波动量集合、光伏出力波动量集合、风电出力时间序列及光伏出力时间序列，确定风电光伏出力的互补性。提高了风电光伏互补性的评估精度，有效平抑风电及光伏出力的波动性。

技术领域

本发明涉及风光互补性评估领域，特别是涉及一种基于三种不同波动状态及波动幅度的风能太阳能互补性评估方法及系统。

背景技术

大规模开发利用风能太阳能是实现双碳目标的重要技术路线之一，未来电力主要来源于风能及太阳能，但是受资源自身特征的影响，风电及光伏出力具有强烈的波动性。如何有效平抑风电及光伏出力的波动性对于大规模风能太阳能安全高效并网意义重大。

风电及光伏出力随时间变化存在差异，因此风电及光伏出力之间存在互补的潜力。合理利用风能及太阳能的互补性，可以有效平抑风电及光伏出力的波动性。而对风能及太阳能的互补性进行量化评估，是互补性利用的基础，受到了国内外的大量关注。

相关系数是目前国内外最常用的量化评估风能太阳能互补性的指标。但是相关系数仅通过对比风电及光伏出力间的同向波动及异向波动来量化互补性。而在实际研究过程中发现风电及光伏出力间除了存在同向波动及异向波动，还存在大量的不确定波动状态。此外，由于忽略了波动幅度这一重要信息，相关系数并不随风电及光伏装机容量比例的变化而变化。但实际过程中，这一比例对最终的互补性会产生巨大的影响。因此仅采用相关系数量化评估互补性会产生误估计的情况。

风能太阳能的互补性体现在两个方面：一方面风电及光伏出力的波动相反，互补后总出力更加平滑，记为第一类互补性；另一方面当其中一个出力为0时，另一个出力大于0，减少互补后出力为0的情形，记为第二类互补性。相关系数仅能量化评估第一类互补性，无法对第二类互补性进行量化评估。

为量化第二类互补性，国外学者定义了资源互补性指标RV。对于给定的两个资源出力A和B，资源A对资源B的瞬时互补性指标定义为：

式中，P_A(t)、P_B(t)为资源A和B的出力，P_th为给定的阈值。

则资源A对资源B的互补性为：

但是同样未考虑出力的波动情况。当P_A(t)≥P_th时，均被赋值为1。这种情况下也会导致互补性误估计。如图2所示，假设P_th取0.08，则这一评估结果意味着：P₁对P₂的互补性与P₃对P₂的互补性相同。但是从图中可以看出当P₂为0时，P₁的出力显著大于P₃。所以实际中P₁对P₂的互补性显著优于P₃对P₂的互补性。

综上，目前常用的互补性评估方法及指标均只适用于量化评估第一类或第二类互补性中的其中一种，无法同时对第一类和第二类互补性进行量化评估，因此对风能及太阳能的互补性的量化评估结果不够准确，导致不能有效平抑风电及光伏出力的波动性。

发明内容

本发明的目的是提供一种风能太阳能互补性评估方法及系统，可避免出现互补性误估计的情形，有效平抑风电及光伏出力的波动性。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：